(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鍋を誘導加熱する加熱コイルと、交流電力を整流して直流電力に変換する直流電源回路と、高電位側スイッチング素子及び低電位側スイッチング素子を有し、前記直流電源回路の直流電流を高周波電流に変換して前記加熱コイルに供給する駆動回路とをそれぞれ有する複数の誘導加熱ユニットと、
鍋の材質を判別する鍋材質判別手段と前記複数の駆動回路のそれぞれの駆動状況を管理する管理手段とを有し、前記鍋材質判別手段の判別結果と前記管理手段により管理された前記駆動状況とに応じた制御モードで前記駆動回路を駆動する制御回路とを備え、
前記制御回路は、
前記制御モードとして、所定の駆動周波数範囲で前記駆動回路を駆動する通常動作モードと、前記所定の駆動周波数範囲の周波数幅よりも狭い特定の周波数幅の周波数範囲であって、その上限周波数が前記所定の駆動周波数範囲の上限周波数よりも低く設定された周波数範囲で前記駆動回路を駆動する磁性モードとを有し、
前記駆動回路は、
駆動周波数と前記高電位側スイッチング素子の導通比との両方を可変して鍋の加熱量制御するものであり、
前記通常動作モードと前記磁性モードとのそれぞれは、
駆動周波数が高くなるに連れて前記高電位側スイッチング素子の導通比を低くする制御特性に従って制御するモードであり、前記磁性モードは、前記通常動作モードに比べて駆動周波数に対する前記高電位側スイッチング素子の導通比の変化率が大きく設定されており、
前記鍋材質判別手段の判別結果と前記管理手段により管理された前記駆動状況とに基づいて前記複数の駆動回路を駆動して同時に複数の磁性鍋を誘導加熱すると判断した場合、前記磁性モードで前記複数の駆動回路のそれぞれを駆動することを特徴とする誘導加熱調理器。
【請求項２】
前記制御回路は、前記通常動作モードで前記複数の駆動回路の何れかを単独駆動中に、別の駆動回路の駆動が新たに指示され、両方の鍋が磁性鍋であると判別した場合、先に前記通常動作モードで駆動中の駆動回路を前記通常動作モードから前記磁性モードに切り替えると共に、新たに駆動された駆動回路を前記磁性モードで駆動することを特徴とする請求項１記載の誘導加熱調理器。
【請求項３】
前記通常動作モードの駆動周波数範囲の下限周波数と前記磁性モードの駆動周波数範囲の下限周波数とが同じに設定されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の誘導加熱調理器。
【請求項４】
前記誘導加熱ユニットは、前記加熱コイルの加熱コイル電流を検知する加熱コイル電流検知回路を有し、
前記制御回路は、前記複数の駆動回路を磁性モードで駆動中、前記誘導加熱ユニットの前記加熱コイル電流検知回路により検知した加熱コイル電流が予め設定された対応の閾値を超えると、前記磁性モードで駆動中の前記複数の駆動回路を前記磁性モードから前記通常動作モードに遷移させることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の誘導加熱調理器。
【請求項５】
前記制御回路は、前記磁性モードから前記通常動作モードへの遷移時に、前記通常動作モードにおいて最低入力電力となる駆動周波数で前記駆動回路を駆動して前記通常動作モードでの駆動を開始することを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の誘導加熱調理器。
【請求項６】
前記駆動回路は、ハーフブリッジ型のインバータ回路であることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載の誘導加熱調理器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鍋の干渉音（ビート音）を抑制する誘導加熱調理器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、複数の加熱口を備えた誘導加熱調理器が普及している。このような誘導加熱調理器は、各加熱口にそれぞれ加熱コイルを有し、この加熱コイルを所定の駆動周波数で駆動させることにより設定された加熱出力を得ている。しかし、複数の加熱口を同時に使用したときには、各加熱コイルの駆動周波数の差分に相当する周波数の干渉音が発生してしまう。
【０００３】
この干渉音を低減するため、「少なくとも２つの誘導加熱ユニットのインバータは少なくとも最大加熱出力において５０ｋＨｚ以上の周波数の電力を加熱コイルに供給し、負荷は磁性材質または低電導率材質であることを特徴とした構成」の誘導加熱調理器が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２３４２７８号公報（第２頁、第３頁、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１の誘導加熱調理器では５０ｋＨｚ以上の周波数の電力を加熱コイルに供給するので、インバータ（駆動回路）のスイッチング損失が増大し、また、発熱も増大することから回路部品を冷却する冷却手段も増大していた。
【０００６】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、駆動回路のスイッチング損失を増大することなく、複数の加熱口を同時駆動する場合の干渉音を抑制可能なモードを備えた誘導加熱調理器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る誘導加熱調理器は、鍋を誘導加熱する加熱コイルと、交流電力を整流して直流電力に変換する直流電源回路と、高電位側スイッチング素子及び低電位側スイッチング素子を有し、直流電源回路の直流電流を高周波電流に変換して加熱コイルに供給する駆動回路とをそれぞれ有する複数の誘導加熱ユニットと、鍋の材質を判別する鍋材質判別手段と複数の駆動回路のそれぞれの駆動状況を管理する管理手段とを有し、鍋材質判別手段の判別結果と管理手段により管理された駆動状況とに応じた制御モードで駆動回路を駆動する制御回路とを備え、制御回路は、制御モードとして、所定の駆動周波数範囲で駆動回路を駆動する通常動作モードと、所定の駆動周波数範囲の周波数幅よりも狭い特定の周波数幅の周波数範囲であって、その上限周波数が所定の駆動周波数範囲の上限周波数よりも低く設定された周波数範囲で駆動回路を駆動する磁性モードとを有し、駆動回路は、駆動周波数と高電位側スイッチング素子の導通比との両方を可変して鍋の加熱量制御するものであり、通常動作モードと磁性モードとのそれぞれは、駆動周波数が高くなるに連れて高電位側スイッチング素子の導通比を低くする制御特性に従って制御するモードであり、磁性モードは、通常動作モードに比べて駆動周波数に対する高電位側スイッチング素子の導通比の変化率が大きく設定されており、鍋材質判別手段の判別結果と管理手段により管理された駆動状況とに基づいて複数の駆動回路を駆動して同時に複数の磁性鍋を誘導加熱すると判断した場合、磁性モードで複数の駆動回路のそれぞれを駆動するものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、複数の磁性鍋を同時に使用する場合、磁性モードを選択し、通常動作モードの駆動周波数範囲の周波数幅よりも狭い特定の周波数幅の周波数範囲であって、その上限周波数が通常動作モードの駆動周波数範囲の上限周波数よりも低く設定された周波数範囲で複数の駆動回路のそれぞれを駆動するようにしたので、駆動回路のスイッチング損失を増大することなく干渉音を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１に係る誘導加熱調理器の上面図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る誘導加熱調理器の回路構成図である。
【図３】２つの加熱口を備えた従来の誘導加熱調理器から発生する振動音及び干渉音の周波数と音圧レベルの関係を示す図である。
【図４】干渉音の周波数と使用者の聴感の関係を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る誘導加熱調理器における調理器への入力電流と加熱コイルの電流値の関係に基づく鍋負荷の判別特性図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係る誘導加熱調理器が有する各モードそれぞれの駆動信号の制御特性を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態１に係る誘導加熱調理器の動作の流れを示すフローチャートである。
【図８】本発明の実施の形態１に係る誘導加熱調理器の左右の加熱口の磁性モードにおける駆動周波数範囲を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態２に係る誘導加熱調理器の磁性モードにおける磁性鍋と高抵抗非磁性鍋のそれぞれの動作線を示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態２に係る誘導加熱調理器の処理の流れを示すフローチャートである。
【図１１】本発明の実施の形態２に係る誘導加熱調理器の磁性モードから通常動作モードへの遷移動作の説明図である。
【図１２】本発明の実施の形態３に係る加熱調理器の処理の流れを示すフローチャートである。
【図１３】本発明の実施の形態４に係る誘導加熱調理器の磁性モードにおける図である。
【図１４】本発明の実施の形態４に係る誘導加熱調理器の処理の流れを示すフローチャートである。
【図１５】本発明の実施の形態６に係る誘導加熱調理器の誘導加熱ユニットの回路構成図である。
【図１６】図１５に示したハーフブリッジ型のインバータ回路における周波数制御のスイッチング素子動作波形を示す図である。
【図１７】本発明の実施の形態６に係る誘導加熱調理器の周波数制御における周波数と入力電力の関係を示す図である。
【図１８】本発明の実施の形態６に係る誘導加熱調理器の導通比制御におけるスイッチング素子動作波形を示す図である。
【図１９】本発明の実施の形態６に係る誘導加熱調理器の導通比制御における導通比と入力電力の関係を示す図である。
【図２０】本発明の実施の形態６に係る誘導加熱調理器の磁性鍋載置状態における入力電力とインバータ回路損失の関係を示す図である。
【図２１】本発明の実施の形態６に係る誘導加熱調理器の非磁性鍋載置状態における入力電力とインバータ回路損失の関係を示す図である。
【図２２】本発明の実施の形態６に係る誘導加熱調理器が有する各モードそれぞれの駆動信号の制御特性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る誘導加熱調理器の上面図である。
鍋を載置する耐熱性のトッププレート１は、右加熱口２、左加熱口３及び中央加熱口４の合計３口の加熱口を有している。右加熱口２及び左加熱口３の下部には加熱コイル５及び加熱コイル６が設置され、加熱口上部に載置された鍋を加熱コイルから発生する高周波磁界で誘導加熱する。トッププレート１には更に、ユーザによるスイッチの操作を行う操作・表示部７が設けられている。この操作・表示部７の操作により火力の調整及び加熱口の選択等が行われ、加熱状態の表示が行われる。この操作・表示部７は、例えば液晶パネル等の表示デバイスで構成される。操作・表示部７は加熱口毎に設けられる場合や、各加熱口分を一括して操作部と表示部を設ける場合など特に限定するものではない。
【００１１】
図２は、本発明の実施の形態１に係る誘導加熱調理器の回路構成図である。
誘導加熱調理器は、商用電源９の交流電力を右加熱口２用の高周波電力に変換して加熱コイル５に供給する右側誘導加熱ユニット５Ａと、商用電源９の交流電力を左加熱口３用の高周波電力に変換して加熱コイル６に供給する左側誘導加熱ユニット６Ａと、操作・表示部７と、制御回路８とを有している。
【００１２】
右側誘導加熱ユニット５Ａは、商用電源９に接続され、交流電力を整流して直流電力に変換する直流電源回路９ａと、駆動回路１０と、入力電流検知回路１２と、加熱コイル電流検知回路１４と、加熱コイル５とを有している。駆動回路１０は、高電位側スイッチング素子（図示せず）及び低電位側スイッチング素子（図示せず）を備えたインバータ回路を有し、直流電源回路９ａの出力電流を２０ｋＨｚ〜５０ｋＨｚ程度の高周波電流に変換して加熱コイル５に供給する。入力電流検知回路１２は、商用電源９から駆動回路１０へ入力される電流を検知すると共に、入力電流から算出した入力電力に相当するアナログ電圧信号を制御回路８へ出力する。加熱コイル電流検知回路１４は、加熱コイル５に流れる電流を検知して、コイル電流に相当するアナログ電圧信号を制御回路８へ出力する。
【００１３】
左側誘導加熱ユニット６Ａは、前述の右側誘導加熱ユニット５Ａと同様の構成であり、直流電源回路９ｂと、駆動回路１１と、入力電流検知回路１３と、加熱コイル電流検知回路１５と、加熱コイル６とを有している。
【００１４】
制御回路８は、例えばマイコンで構成され、右側誘導加熱ユニット５Ａ及び左側誘導加熱ユニット６Ａのそれぞれに対し、同様の制御を行う。ここでは右側誘導加熱ユニット５Ａを代表して制御回路８の制御を説明する。
制御回路８は、入力電流検知回路１２で検知された電流及び加熱コイル電流検知回路１４で検知された電流に基づいて鍋の材質を判別し、低抵抗非磁性鍋、高抵抗非磁性鍋又は磁性鍋の何れであるかを判別する。また、制御回路８は、駆動回路１０、１１の駆動状況を管理している。そして、制御回路８は駆動回路１０の制御モードとして、通常動作モードと磁性モードを有しており、使用する鍋や左側誘導加熱ユニット６Ａ側の駆動回路１１の駆動状況等に応じて適宜どちらかのモードを選択し、選択したモードに対応した後述の図６に示す制御特性にしたがって駆動回路１０を制御する。制御モードの選択については後述する。
【００１５】
また、制御回路８は、入力電流検知回路１２で検知された電流に基づいて駆動回路１０の入力電力を検知し、操作・表示部７の操作で使用者が設定した火力に相当する電力となるように電力フィードバック制御を行う。この制御の際、通常動作モード又は磁性モードのうち選択されたモードの制御特性にしたがって駆動回路１０の周波数及び導通比を変動させることで目標電力となるように制御する。また、制御回路８は駆動回路１０の動作状態（動作中か否か）を検知する。この検知は、入力電流検知回路１２からアナログ電圧信号の入力がある場合、駆動回路１０が動作中であると検知してもよいし、操作・表示部７からの操作信号に基づいて検知してもよい。
【００１６】
次に、２つの加熱口を備えた従来の誘導加熱調理器で発生する干渉音について説明する。
まず、使用者が２つの加熱口のどちらかを単独で使用する場合について説明する。単独使用の場合は、使用する加熱口に対応する加熱コイルには駆動回路の周波数と同じ高周波電流が流れるため、加熱コイルから発生する磁界の周波数と駆動回路の周波数は等しくなる。加熱口上部に載置された鍋は、載置した加熱口に供えられた加熱コイルから発生する磁界により加振されて振動するが、一般的に誘導加熱調理器の駆動回路は２０ｋＨｚ〜５０ｋＨｚ程度の可聴域外の周波数で駆動される。このため、単一の加熱口から発生する磁界による鍋の駆動音は使用者に聞こえない。
【００１７】
しかしながら、使用者が２つの加熱口の両方を同時に使用する場合、一方の加熱口から発生した磁界は、直上に載置された鍋のみならず、他方の加熱口に載置された鍋も加振する。このため、一つの鍋は２つの加熱口から発生する磁界で加振されることとなる。ここで、各加熱口に対応する各駆動回路は、使用者が設定した火力となるように独立して周波数制御されるため、設定された火力が異なれば、それぞれ異なる周波数で駆動されることとなる。２つの加熱口から発生する磁界の周波数が互いに異なると、波の干渉現象により、お互いの周波数差に相当する周波数でも鍋が加振される。この周波数差が可聴域となると、使用者には鍋の干渉音として聞こえてしまう。以下、具体例で説明する。
【００１８】
図３は、２つの加熱口を備えた従来の誘導加熱調理器から発生する振動音及び干渉音の周波数と音圧レベルの関係を示す図である。図３中に示すａは、一方の加熱口から発生する磁界による鍋の振動音、図３中に示すｂは他方の加熱口から発生する磁界による鍋の振動音である。図３中に示すｃは、一方の加熱口から発生する磁界と他方の加熱口から発生する磁界の干渉による干渉音である。
図３に示すように一方の加熱口が３０ｋＨｚ、他方の加熱口が２４ｋＨｚで同時に駆動している場合、従来の誘導加熱調理器から発生する音の周波数と音圧レベルを測定すると、音圧レベルの周波数ピークはａ〜ｃの３つ確認されることとなる。
【００１９】
ここで、ａ及びｂの振動音は可聴域以上であるため使用者には聞こえない。しかし、干渉音の周波数ｃは、両加熱口の周波数差に相当する６ｋＨｚとなる。周波数差が可聴域となるため、この干渉音は使用者に聞こえてしまうこととなる。
【００２０】
図４は、干渉音の周波数と使用者の聴感の関係を示す図である。発生する干渉音が１７ｋＨｚ以上の場合、使用者の可聴域よりも高い周波数であるため使用者にはほとんど聞こえない。また、干渉音の周波数が０〜４ｋＨｚである場合、使用者の可聴域であるものの、冷却のために備えられたファン（図示せず）の騒音と同一の周波数帯であり、通常の話し声程度の周波数帯域でもあるため、使用者にとって耳障りでない聴感となる。一方、４ｋＨｚ以上１７ｋＨｚ未満の周波数帯の干渉音は、一般的な高い音（キーン音）であり、使用者に不快感を与え、耳障りとなる。
【００２１】
実施の形態１の誘導加熱調理器では、こうした隣接する２つの加熱口間の耳障りな干渉音を抑制する制御を行う。なお、本発明は同時使用する鍋が両方とも磁性鍋である場合の干渉音抑制制御に関するものであって、磁性鍋と高抵抗非磁性鍋の組み合わせである場合や、両方とも高抵抗非磁性鍋である場合については言及しない。
【００２２】
図５は、本発明の実施の形態１に係る誘導加熱調理器における調理器への入力電流と加熱コイルの電流値の関係に基づく鍋負荷の判別特性図である。制御回路８は、図５に示した関係をテーブル化して負荷判定テーブルとして内部に記憶し、負荷判定（鍋判定）に使用する。
制御回路８は、右加熱口２に載置された鍋の鍋判定を行う場合、負荷判定用の特定の駆動信号で駆動回路１０を駆動し、入力電流検知回路１２の出力信号及び加熱コイル電流検知回路１４の出力信号を読み込む。制御回路８は負荷判定テーブルを参照し、入力電流及び加熱コイル電流の読み込み値に基づいて載置された鍋種を判定する。左加熱口３に載置された鍋の鍋判定も同様に行う。
【００２３】
図６は、本発明の実施の形態１に係る誘導加熱調理器が有する各モードそれぞれの駆動信号の制御特性を示す図であり、横軸に駆動周波数、縦軸に高電位側スイッチ導通比をとって示している。図６において１６は通常動作モードの制御特性、１７は磁性モードの制御特性を示している。また、ｆ０は通常動作モード及び磁性モードの下限駆動周波数、ｆ１は通常動作モードの上限駆動周波数、ｆ２は磁性モードの上限駆動周波数である。
通常動作モードの制御特性１６は、実施の形態１で示す誘導加熱調理器で加熱可能な、全ての鍋種（磁性鍋及び高抵抗非磁性鍋）に対応した制御特性である。本例の誘導加熱調理器では、周波数と高電位側スイッチの導通比の両方を可変する複合制御を行い、駆動周波数が低いほど高電位側スイッチの導通比が大きくなるよう制御する。一般に、駆動周波数が低いほど負荷回路のインピーダンスが小さくなるため入力電力は増加し、高電位側スイッチの導通比が大きい程負荷回路へ引き込む電流が大きくなるため入力電力は増加する。そのため、図６に示すように駆動周波数が低くなるほど入力電力は大きくなる。
【００２４】
また、図６において磁性モードの制御特性１７は、駆動回路１０及び駆動回路１１が同時使用且つ載置鍋の両方が磁性鍋の場合に用いられる制御特性であり、通常動作モードと比較して駆動周波数範囲の上限が低く設定されている。また、磁性モードの周波数幅は４ｋＨｚ程度と、通常動作モードの駆動周波数範囲の周波数幅に比べて狭く設定され、高電位側スイッチの導通比の周波数に対する変化率が大きく設定されている。なお、磁性モードの駆動周波数範囲の下限周波数と通常動作モードの駆動周波数範囲の下限周波数とは同じに設定されている。
【００２５】
なお、高抵抗非磁性鍋は通常動作モードで加熱されるが、その理由は以下の通りである。一般に、高抵抗非磁性鍋は、磁性系鍋と比較して加熱コイル上に載置した状態での等価インダクタンスが小さく、高抵抗非磁性鍋の共振周波数は磁性鍋の共振周波数に比べて高い。このため、上限駆動周波数ｆ２が通常動作モードの上限駆動周波数ｆ１に比べて低く設定されている磁性モードの制御特性１７にしたがって高抵抗非磁性鍋を加熱した場合、通常動作モードで加熱する場合に比べて駆動周波数と共振周波数とが近い状態で駆動される傾向が強くなる。駆動周波数と共振周波数とが近い状態で駆動回路を制御すると、スイッチング素子のロスが増大し、最悪の場合、破壊に至る。よって、高抵抗非磁性鍋を使用する場合は、スイッチング素子のロス低減及び破壊防止のため通常動作モードで駆動回路を駆動して高抵抗非磁性鍋を加熱する必要がある。
【００２６】
以上より、制御回路８は、右加熱口２又は左加熱口３を単独で使用する場合は磁性鍋又は高抵抗非磁性鍋のどちらであっても通常動作モードで駆動回路１０又は駆動回路１１を駆動する。また、制御回路８は、隣接する右加熱口２及び左加熱口３を同時使用且つ載置鍋の両方が磁性鍋の場合、駆動回路１０及び駆動回路１１の両方を磁性モードで駆動する。
【００２７】
図７は、本発明の実施の形態１に係る誘導加熱調理器の動作の流れを示すフローチャートである。まず、右加熱口２又は左加熱口３を単独で使用する場合の動作について説明する。使用者によりここでは右加熱口２に鍋が載置され、制御回路８は操作・表示部７の操作により火力が設定されて調理開始が指示されたことを検知すると（Ｓ１）、負荷判定用の特定の駆動信号で駆動回路１０を駆動して右加熱口２に載置された鍋種の判定を行う（Ｓ２）。すなわち、制御回路８は負荷判定用の特定の駆動信号で駆動回路１０を駆動し、入力電流検知回路１２の出力信号及び加熱コイル電流検知回路１４の出力信号を読み込み、内部に記憶した負荷判定テーブル（図５参照）を参照して右加熱口２に載置された鍋種を判定する。
【００２８】
制御回路８は、載置鍋が磁性鍋又は高抵抗非磁性鍋であると判定すると、続いてステップＳ３の判断を行う。ステップＳ３では、ステップＳ１で調理開始指示された右加熱口２の加熱コイル５に隣接する加熱コイル、すなわち左加熱口３の加熱コイル６が駆動中で且つ載置鍋が磁性鍋か否かをチェックする。ここでは右加熱口２の単独使用であり左加熱口３側の加熱コイル６は駆動されていないため、ステップＳ６に移行してステップＳ１で調理開始指示された右加熱口２側の駆動回路１０を通常動作モードで駆動し（Ｓ６）、調理終了まで電力フィードバック制御を行う（Ｓ７）。制御回路８は、ステップＳ２で載置鍋が無負荷又は低抵抗非磁性材質であるアルミ鍋であると判定した場合は、不適合鍋である旨を操作・表示部７に表示する等して使用者に報知し（Ｓ８）、加熱動作への移行を行なわず、磁性鍋又は高抵抗非磁性鍋への置き換えを使用者に促す。
【００２９】
次に、左右の加熱口を同時に使用する場合の動作について、同様に図７のフローチャートを参照して説明する。ここでは磁性鍋を使用して左加熱口３で調理中に、新たに磁性鍋を使用して右加熱口２で調理する場合について説明する。まず、制御回路８は、操作・表示部７の操作により右加熱口２の火力が設定されて調理開始が指示されたことを検知すると（Ｓ１）、負荷判定用の特定の駆動信号で駆動回路１０を駆動し、上記と同様にして右加熱口２に載置された鍋種を判定する（Ｓ２）。ここでは制御回路８は載置鍋が磁性鍋であると判定する。
【００３０】
続いて、制御回路８は、ステップＳ１で調理開始が指示された右加熱口２に隣接する左加熱口３の駆動回路１１が駆動中で且つ左加熱口３の載置鍋が磁性鍋か否かを判断する（Ｓ３）。ここではステップＳ３の判断はＹＥＳとなってステップＳ４に移行し、ステップＳ１で調理開始が指示された右加熱口２の駆動回路１０を磁性モードの制御特性１７にしたがって駆動すると共に、先に駆動中であった左加熱口３の駆動回路１１を通常駆動モードから磁性モードの駆動に切り替える（Ｓ４）。すなわち、駆動回路１０、１１の両方を磁性モードで駆動し、調理終了まで電力フィードバック制御を行う（Ｓ５）。なお、図７のフローチャートには示していないが、右加熱口２又は左加熱口３のどちらか一方が停止された場合には、単独使用となるため磁性モードから通常動作モードに切り替える。
【００３１】
図８は、本発明の実施の形態１に係る誘導加熱調理器の左右の加熱口の磁性モードにおける駆動周波数範囲を示す図である。磁性モードの駆動周波数範囲をここでは２１ｋＨｚ〜２５ｋＨｚに設定した例を示している。
駆動回路１０、１１の両方を磁性モードの制御特性１７にしたがって駆動することにより、右加熱口２及び左加熱口３で磁性鍋を用いた調理中の間、駆動回路１０、１１のそれぞれの駆動周波数範囲は図８の例では２１ｋＨｚ〜２５ｋＨｚの範囲となる。このため、駆動回路１０の駆動周波数と駆動回路１１の駆動周波数の差分は特定の周波数幅に相当する４ｋＨｚ以下に常時、制御されることになる。よって、耳障りとなる干渉音の発生を抑えることができ、使用者に不快感を与える不都合を防止できる。なお、ここでは磁性モードの駆動周波数範囲を２１ｋＨｚ〜２５ｋＨｚとしたが、要は上限周波数と下限周波数との差分が特定の周波数幅（ここでは４ｋＨｚ）となる周波数範囲であって、その周波数範囲の上限周波数が通常動作時の駆動周波数範囲の上限周波数よりも低い周波数範囲であればよい。よって、２１ｋＨｚ〜２５ｋＨｚの範囲に限られず、例えば２２ｋＨｚ〜２６ｋＨｚとしても良い。また、ここでは上限周波数と下限周波数との差分を４ｋＨｚとしたが、４ｋＨｚ以下としてもよい。
【００３２】
以上のように、本実施の形態１では、右加熱口２及び左加熱口３を同時に使用し、且つその同時に使用される鍋の両方が磁性鍋の場合、駆動回路１０及び駆動回路１１の両方を磁性モードで駆動するようにした。このため、駆動回路１０の駆動周波数と駆動回路１１の駆動周波数の差分を常時４ｋＨｚ以下、言い換えれば耳障りとなる干渉音の周波数とならない範囲内とすることができるため、使用者に干渉音を聴こえにくくすることができる。
【００３３】
また、磁性モードの駆動周波数範囲の上限周波数を通常動作モードの駆動周波数範囲の上限周波数よりも低く設定しているため、干渉音の抑制を図るにあたり、従来のようにスイッチング損失を増大することなく実現できる。よって、回路の発熱も抑制できるので、冷却手段が増大するのを抑制することができる。
【００３４】
なお、本例では加熱口を２つ有し、それぞれに磁性鍋が載置された場合の制御を説明したが、３つ以上の複数の加熱口があり、その全てに磁性鍋が載置された場合にも、上記と同様に全ての駆動回路に対する制御モードを磁性モードにすることにより、干渉音を低減できる。
【００３５】
実施の形態２．
以上の実施の形態１では、磁性モードで制御が開始されてから調理が終了するまでの間に、鍋の置き換えがない形態について説明した。実施の形態２では、磁性モードで制御中に鍋種の変更があった場合の形態について説明する。
【００３６】
実施の形態２の誘導加熱調理器の構成は図１、図２に示した実施の形態１と同様であり、実施の形態１とはその制御方法が異なる。以下、実施の形態２が実施の形態１と異なる部分を中心に説明する。
【００３７】
図９は、本発明の実施の形態２に係る誘導加熱調理器の磁性モードにおける磁性鍋と高抵抗非磁性鍋のそれぞれの動作線を示す図である。
図９において１９は磁性鍋を載置した状態で、駆動回路を磁性モードで駆動して電力制御した場合の入力電流と加熱コイル電流の関係を示す動作線である。また、図９において２０は高抵抗非磁性鍋を載置した状態で、駆動回路を磁性モードで駆動して電力制御した場合の入力電流と加熱コイル電流の関係を示す動作線である。図９の１８は磁性モード継続領域と通常動作モードの境界線であり、磁性モードにおける磁性鍋の動作線１９と、磁性モードにおける高抵抗非磁性鍋の動作線２０との間に位置するように設定されている。
【００３８】
図１０は、本発明の実施の形態２に係る加熱調理器の処理の流れを示すフローチャートで、磁性モードで駆動中の処理の流れを示している。
制御回路８は、右加熱口２及び左加熱口３の両方に磁性鍋が載置され、駆動回路１０及び駆動回路１１の両方を磁性モードで駆動中、入力電流検知回路１２、１３からの入力電流検知値と、加熱コイル電流検知回路１４、１５からの加熱コイル電流検知値とに基づいて、右加熱口２及び左加熱口３のそれぞれの動作点を定期的に検知している（Ｓ１１）。ここでは、磁性鍋を磁性モードで加熱中であるため、制御回路８は両方の動作点が図９の境界線１８よりも下側にあることを検知している。
【００３９】
そして、例えば右加熱口２で磁性鍋から高抵抗非磁性鍋に置き換えられた場合、その置き換えられた右加熱口２側の動作点が、境界線１８の上側領域に変化する。よって、制御回路８は、動作点が境界線１８よりも上側に移動したことを検知すると（Ｓ１２）、磁性鍋から高抵抗非磁性鍋に置き換えられたと判断する（磁性モードで想定されている負荷よりも共振周波数が高い鍋が載置されたものと判断する）。そして、置き換えられた右加熱口２側の駆動回路１０と、置き換えられていない左加熱口３側の駆動回路１１の両方を、通常動作モードの駆動に遷移させ（Ｓ１３）、それ以降、通常動作モードで駆動する。なお、動作点が境界線１８よりも上側に移動したかの判断は、境界線１８の加熱コイル電流を閾値として制御回路８に記憶しておき、加熱コイル電流が対応の閾値を超えたかどうかを判断すればよい。ここでは右加熱口２側の鍋が高抵抗非磁性鍋に置き換えられた場合について説明したが、左加熱口３の鍋が高抵抗非磁性鍋に置き換えられた場合も同様の制御を行う。
【００４０】
次に、磁性モードから通常動作モードへの遷移動作について説明する。
図１１は、実施の形態２に係る誘導加熱調理器の磁性モードから通常動作モードへの遷移動作の説明図である。
磁性モードから通常動作モードに遷移させる際、駆動周波数を同じままとすると、図１１から明らかなように高電位側スイッチ導通比が磁性モード時に比べて上昇し、入力電力が急激に上昇することになる。よって、磁性モードから通常動作モードに遷移させる際には、制御回路８は、磁性モードで駆動中の駆動周波数(図１１の点ａ)から、まずは通常動作モードの最低電力となる駆動周波数(図１１の点ｂ)に変更する。そして、入力電流検知回路１２の出力信号を元にして入力電力をチェックしながら駆動周波数を下降させ、目標電力となる駆動周波数（図１１の点ｃ）で駆動する。
【００４１】
以上説明したように、実施の形態２によれば実施の形態１と同様の作用効果が得られると共に、磁性モードで駆動中に磁性鍋から高抵抗非磁性鍋への置き換えを検知した場合は、制御モードを磁性モードから駆動周波数範囲の広い通常動作モードへ遷移するようにした。このため、磁性モードで駆動中に鍋が磁性鍋から高抵抗非磁性鍋に置き換えられたにも関わらずそのまま磁性モードで駆動が継続され、スイッチング素子のロス増大や、スイッチング素子の破壊に至る事態を未然に防ぐことができる。
【００４２】
また、実施の形態２では、鍋の置き換えを動作点の移動により検知するようにしており、負荷判定用の特定の駆動信号で駆動回路を駆動することによる鍋判定による検知ではないため、鍋判定による検知の場合の火力の停止期間が無く、使用者の利便性を損ねることがない。
【００４３】
また、磁性モードから通常動作モードへの遷移時は、通常動作モードにおける最低電力（最低火力の電力）の駆動周波数で駆動回路を駆動して通常動作モードでの駆動を開始するため、モード遷移時の急激な火力上昇や、急激な電流増加による素子のロス増大及び破壊を防止することができる。
【００４４】
実施の形態３．
上記実施の形態１、２では、複数の磁性鍋を同時加熱する場合に磁性モードで駆動する構成について説明したが、実施の形態３は、他の加熱口で磁性鍋が加熱中か否かに関わらず、磁性鍋が載置された場合は磁性モードで駆動し、非磁性鍋が載置された場合には通常動作モードで駆動するようにしたものである。
【００４５】
実施の形態３に係る誘導加熱調理器は、図１、図２に示した実施の形態１、２と同様の構成を有しており、実施の形態１、２とはその制御回路８における制御方法が異なるのみである。
【００４６】
制御回路８は、駆動回路１０、１１の制御モードとして実施の形態１の磁性モードに相当する磁性モードと実施の形態１の通常動作モードに相当する非磁性モードとを有している。そして、制御回路８は、載置鍋が磁性鍋の場合には磁性モードを選択し、高抵抗非磁性鍋の場合には非磁性モードを選択する。なお、非磁性モードは実施の形態１の通常動作モードと同様であるが、実施の形態３では載置鍋が高抵抗非磁性鍋の場合に限り通常動作モードを選択するため、ここでは非磁性モードと呼び変えることにする。
【００４７】
図１２は、本発明の実施の形態３に係る加熱調理器の処理の流れを示すフローチャートである。右側誘導加熱ユニット５Ａと左側誘導加熱ユニット６Ａの動作は同じであり、ここでは右側誘導加熱ユニット５Ａの動作を代表して説明する。
まず、制御回路８は、操作・表示部７の操作により右加熱口２の火力が設定されて調理開始が指示されたことを検知すると（Ｓ２１）、負荷判定用の特定の駆動信号で駆動回路１０を駆動し、上記と同様にして右加熱口２に載置された鍋種を判定する（Ｓ２２）。制御回路８は磁性鍋であると判定すると、右加熱口２の駆動回路１０を磁性モードで駆動し（Ｓ２３）、高抵抗非磁性鍋と判定すると非磁性モードで駆動する（Ｓ２４）。そして、調理終了まで電力フィードバック制御を行う（Ｓ２５）。なお、Ｓ２２において無負荷又は低抵抗非磁性材質であるアルミ鍋であると判定した場合は、不適合鍋である旨を操作・表示部７に表示する等して使用者に報知し（Ｓ２６）、加熱動作への移行を行なわず、磁性鍋又は高抵抗非磁性鍋への置き換えを使用者に促す。
【００４８】
上記の制御により、右側誘導加熱ユニット５Ａ及び左側誘導加熱ユニット６Ａのどちらにおいても、磁性鍋の使用時は常に磁性モードで駆動されるため、複数の磁性鍋の同時使用時の干渉音を抑制できる。
【００４９】
以上説明したように、実施の形態３によれば、実施の形態１と同様の作用効果が得られると共に、実施の形態１に比べて制御モード選択に係る処理を単純化することができる。
【００５０】
なお、本実施の形態３では、各誘導加熱ユニット５Ａ、６Ａに対して共通の制御回路８を設けた構成を示したが、各加熱口５、６毎に制御回路（マイコン）を独立させた構成としてもよい。この場合、制御回路も含めて完全に独立した誘導加熱ユニットを構成し、誘導加熱ユニットを加熱口分、単純に一つの筐体内に組み込んだ誘導加熱調理器においても、上記と同様の作用効果を得ることができる。
【００５１】
実施の形態４．
上記実施の形態３では、磁性モードで制御が開始されてから調理が終了するまでの間に、鍋の置き換えがない形態について説明した。実施の形態４では、実施の形態３の誘導加熱調理器において磁性モードで制御中に鍋種の変更があった場合の形態について説明する。なお、鍋種の変更の検知については実施の形態２で説明したが、本実施の形態４ではまた別の方法で検知する例を説明する。
【００５２】
実施の形態４の誘導加熱調理器の構成は実施の形態３と同様であり、実施の形態３とはその制御方法が異なる。以下、実施の形態４が実施の形態３と異なる部分を中心に説明する。
【００５３】
図１３は、本発明の実施の形態４に係る誘導加熱調理器の磁性モードにおける磁性鍋と非磁性鍋のそれぞれの動作線を示す図である。
図１３において３５は、磁性鍋を載置した状態で、駆動回路を磁性モードで駆動して電力制御した場合の入力電流と導通比（高電位側スイッチ導通時間／低電位側スイッチ導通時間）との関係を示す動作線である。また、３６は非磁性鍋を載置した状態で、駆動回路を磁性モードで駆動して電力制御した場合の入力電流と導通比との関係を示す動作線である。３７は磁性モード継続領域と非磁性モード継続領域の境界線であり、磁性モードで磁性鍋を加熱した場合の動作線３５と、磁性モードで非磁性鍋を加熱した場合の動作線３６との間に位置するように設定されている。
【００５４】
この境界線は、鍋の置き換えを判定するための閾値線となるもので、入力電流をＩｉｎ、係数をａ及びｂとすると、入力電流に関する一次関数式であるａ×Ｉｉｎ＋ｂで表される。なお、この閾値線は磁性モードと非磁性モードの場合で係数が異なり、各一次関数式は閾値線として制御回路８に記憶される。なお、閾値線は一次関数式に限られたものではなく、例えば入力電流と導通比のテーブルのような形態としてもよい。
【００５５】
図１４は、本発明の実施の形態４に係る誘導加熱調理器の処理の流れを示すフローチャートである。図１４の処理は、鍋判定が終了して磁性モード又は非磁性モードで駆動中に、例えば制御回路８が各検知回路の検知値を読み込むタイミング毎（例えば１０ｍｓ程度の間隔）に実行される。右側誘導加熱ユニット５Ａと左側誘導加熱ユニット６Ａの動作は同じであり、ここでは右側誘導加熱ユニット５Ａの動作を代表して説明する。
【００５６】
制御回路８は、現在磁性モードで駆動中か否かを判断する（Ｓ３１）。磁性モードで駆動中と判断した場合、現在の導通比と、入力電流検知回路１２により検知された入力電流を磁性モード対応の一次関数式（ａ×Ｉｉｎ＋ｂ）に代入して算出した閾値とを比較する（Ｓ３２）。載置鍋の置き換えがなく磁性鍋が載置されたままであれば、導通比は閾値を上回る。よって、ステップＳ３２の判断により導通比が閾値未満と判断した場合、非磁性鍋に置き換えられたと判定し、非磁性モードに切り替える（Ｓ３３）。ステップＳ３２において、導通比が閾値以上の場合は鍋の置き換えがないと判定し、制御モードの移行は行わずに磁性モードを継続する。
【００５７】
ステップＳ３１で現在非磁性モードで駆動中と判断した場合、制御回路８は、現在の導通比と、入力電流検知回路１２により検知された入力電流を非磁性モード対応の一次関数式（ｃ×Ｉｉｎ＋ｄ）に代入して算出した閾値とを比較する（Ｓ３４）。導通比が閾値以上と判断した場合、磁性鍋に置き換えられたと判定し、磁性モードに切り替える（Ｓ３５）する。ステップＳ３４において、導通比が閾値未満の場合は鍋の置き換えがないと判定し、制御モードの移行は行わずに非磁性モードを継続する。
【００５８】
以上説明したように、本実施の形態４によれば実施の形態３と同様の作用効果が得られると共に、以下の効果が得られる。すなわち、磁性モードで駆動中に磁性鍋から非磁性鍋への置き換えを検知した場合は、制御モードを磁性モードから駆動周波数範囲の広い非磁性モードに切り替えるため、磁性モードで駆動中に鍋が磁性鍋から非磁性鍋に置き換えられたにも関わらず、そのまま磁性モードで駆動が継続されることによるスイッチング素子のロス増大や、スイッチング素子の破壊に至る事態を未然に防ぐことができる。よって、冷却コストの上昇及び冷却構造の拡大を抑制することができる。
【００５９】
また、実施の形態４では、鍋の置き換えを導通比と閾値との比較により検知するようにしており、負荷判定用の特定の駆動信号で駆動回路を駆動することによる鍋判定による検知ではないため、鍋判定による検知の場合の火力の停止期間が無く、使用者の利便性を損ねることがない。
【００６０】
また、磁性モードから非磁性モードへの切り替え時は、実施の形態２と同様に、非磁性モードにおける最低電力（最低火力の電力）の駆動周波数で駆動回路を駆動して非磁性モードでの駆動を開始するようにしてもよい。これにより、モード遷移時の急激な火力上昇や、急激な電流増加によるスイッチング素子のロス増加及び破壊を防止することができる。
【００６１】
なお、本実施の形態４では、鍋の置き換えを導通比と閾値との比較により検知するようにしたが、実施の形態２と同様の方法で検知するようにしてもよい。
【００６２】
実施の形態５．
上記実施の形態１〜４では、磁性モードの駆動周波数に周波数幅を持たせていたが、実施の形態５では、周波数幅を持たせず、ある特定の周波数とするようにしたものである。その他の誘導加熱調理器の構成は上記実施の形態１〜４と同様である。これにより、上記実施の形態１〜４と同様の作用効果が得られると共に、両方の鍋が磁性鍋の場合、駆動回路１０、１１の両方がある特定の同じ周波数で駆動されることになり、干渉音の発生を防止できる。なお、この特定の周波数はスイッチング損失低減の観点から非磁性モード（通常動作モード）の駆動周波数範囲の上限周波数よりも低い周波数とする。
【００６３】
実施の形態６．
上記実施の形態１〜５では、駆動回路のインバータ構成がフルブリッジ型であるか又はハーフブリッジ型であるかについて特に言及しなかったが、実施の形態６は、ハーフブリッジ型としたものである。
【００６４】
実施の形態６の誘導加熱調理器は、図１に示した実施の形態１と同様に右加熱口２、左加熱口３及び中央加熱口４の合計３口の加熱口を有し、また操作・表示部７を有している。
【００６５】
図１５は、本発明の実施の形態６に係る誘導加熱調理器の誘導加熱ユニットの回路構成図である。右加熱口２側の右側誘導加熱ユニット５Ａと、左加熱口３側の左側誘導加熱ユニット６Ａの構成は同様であり、図１５には右側誘導加熱ユニットの構成を示している。
誘導加熱調理器の右側誘導加熱ユニット５Ａは、商用電源９に接続され、交流電力を整流して直流電力に変換する直流電源回路９ａと、駆動回路１０と、入力電流検知回路１２と、加熱コイル電流検知回路１４と、加熱コイル５と、共振コンデンサ２４とを有している。
【００６６】
直流電源回路９ａは、ダイオードブリッジ２１、チョークコイル２２、平滑コンデンサ２３で構成され、商用電源９から入力される交流を直流に変換して、駆動回路１０へ出力する。
【００６７】
駆動回路１０は、ＩＧＢＴ等で構成された高電位側スイッチング素子１０ａ及び低電位側スイッチング素子１０ｂを備えたいわゆるハーフブリッジ型のインバータ回路を有し、直流電源回路９ａの出力電流を２０ｋＨｚ〜５０ｋＨｚ程度の高周波電流に変換して、加熱コイル５及び共振コンデンサ２４を有する共振回路に供給する。加熱コイル５には数１０Ａの高周波電流が流れ、高周波磁界により直上に載置された鍋を誘導加熱する。
【００６８】
入力電流検知回路１２は、商用電源９から駆動回路１０へ入力される電流を検知すると共に、入力電流から算出した入力電力に相当するアナログ電圧信号を制御回路８へ出力する。加熱コイル電流検知回路１４は、加熱コイル５に流れる電流を検知して、コイル電流に相当するアナログ電圧信号を制御回路８へ出力する。
【００６９】
制御回路８は、マイコンで構成され、入力電流検知回路１２で検知された電流及び加熱コイル電流検知回路１４で検知された電流に基づいて鍋の材質を判別し、低抵抗非磁性鍋、高抵抗非磁性鍋又は磁性鍋の何れであるかを判別する。また、制御回路８は駆動回路１０の制御モードとして磁性モードと非磁性モードとを有している。各制御の詳細については後述するが、磁性モードは導通比制御を行うモードであり、非磁性モードは周波数制御を行うモードである。
【００７０】
制御回路８は、入力電流検知回路１２で検知された電流に基づいて駆動回路１０の入力電力を検知し、操作・表示部７の操作で使用者が設定した火力に相当する電力となるように電力フィードバック制御を行う。この制御の際、駆動回路１０の高電位側スイッチング素子１０ａ及び低電位側スイッチング素子１０ｂの周波数又は導通比を変動させることで目標電力となるように制御する。
【００７１】
図１６は、図１５に示したハーフブリッジ型のインバータ回路における周波数制御のスイッチング素子動作波形を示す図である。図１７は、本発明の実施の形態６に係る誘導加熱調理器の周波数制御における周波数と入力電力の関係を示す図である。
周波数制御は、直流電源回路９ａの出力点の高電位側に接続されたスイッチング素子１０ａの導通時間Ｔ１と、同じく直流電源回路９ａの出力点の低電位側に接続されたスイッチング素子１０ｂの導通時間Ｔ２との時間幅の比率（Ｔ１／Ｔ２）を固定した状態で、周期Ｔ１＋Ｔ２を変化させる制御方式である。図１５に示すスイッチング素子１０ａ及び１０ｂのコレクタ電流（Ｉｃ）及びゲート電圧（Ｖｇｅ）波形の通り、Ｔ１とＴ２の時間幅を略等しい状態に保持し、Ｔ１とＴ２の時間幅を増減させることで周波数を変動させる。このように駆動回路の周波数を変動させることにより、図１７に示すように入力電力が変動する。また、スイッチング素子１０ａ及び１０ｂのターンオンは、コレクタ電流がゼロ以下となるゼロ電流スイッチングとなるため、後述の導通比制御と比較してスイッチング素子損失が小さい特徴を有する。
【００７２】
続いて、導通比制御について説明を行う。図１８は、本発明の実施の形態６に係る誘導加熱調理器の導通比制御におけるスイッチング素子動作波形を示す図である。図１９は、本発明の実施の形態６に係る誘導加熱調理器の導通比制御における導通比と入力電力の関係を示す図である。
導通比制御について、図１８及び図１９を参照しながら動作を説明すると、周期Ｔ１＋Ｔ２を一定の状態に保持した状態で、高電位側のスイッチング素子１０ａの通電時間Ｔ１と低電位側のスイッチング素子１０ｂの通電時間Ｔ２を増減させることで、導通比（Ｔ１／Ｔ２）を１〜０の範囲で変動させて入力電力を制御する。図１８に示すコレクタ電流（Ｉｃ）及びゲート電圧（Ｖｇｅ）波形の通り、Ｔ１＋Ｔ２の時間幅を固定した状態で、Ｔ１及びＴ２の時間幅を増減させることで導通比を変動させる。このように導通比（Ｔ１／Ｔ２）を変動させることにより、図１９に示すように入力電力が変動する。また、図１８のスイッチング素子１０ａのＩｃに示すように、導通比が小さい状態においては、高電位側のスイッチング素子１０ａのターンオンがゼロ電流スイッチングとならないため、周波数制御と比較して導通時間比率制御ではスイッチング素子損失が大きい特徴を有する。
【００７３】
ここで、鍋種及び制御方式によるインバータ回路損失の差異について説明を行う。図１５において、駆動回路１０の出力点に接続された加熱コイル５及び共振コンデンサ２４で構成される共振回路の共振周波数ｆｒは、負荷鍋を載置した状態の加熱コイル５の等価直列インダクタンスをＬｓ、共振コンデンサ２４の静電容量をＣ、とすると、式（１）で表すことができる。
【００７４】
【数１】
0005188610.tif 000002
【００７５】
一般的に、非磁性材質の鍋は、磁性材質の鍋と比較して等価直列インダクタンスＬｓが小さい特性を有する。そのため、非磁性材質の鍋の共振周波数は、磁性材質の鍋と比較して高い傾向を有する。一般的に、誘導加熱調理器では駆動回路の駆動周波数を共振回路の共振周波数よりも常時高く設定した遅相状態で駆動する。そのため、駆動周波数が共振周波数と近いほど、共振回路のインピーダンスが小さく、負荷電流が流れやすい状態となる。周波数制御ではこうした共振回路の特性を利用して、周波数変動によりインピーダンスを調整して電力制御を行っている。ここで、磁性鍋と非磁性鍋を同一の周波数及び導通比で駆動した場合、非磁性材質の鍋は磁性鍋と比較した共振周波数が高いため、負荷電流が流れやすく電力が高い状態となる。また、インピーダンスが低い状態で、通電比を小さくしていくと、高電位側に接続されたスイッチング素子１０ａのターンオン時の電流が大きくなるため、導通比制御においては低火力ほどインバータ回路の損失が大きくなる。
【００７６】
図２０は、本発明の実施の形態６に係る誘導加熱調理器の磁性鍋載置状態における入力電力とインバータ回路損失の関係を示す図である。図２１は、本発明の実施の形態６に係る誘導加熱調理器の非磁性鍋載置状態における入力電力とインバータ回路損失の関係を示す図である。図２０において、３１は磁性鍋を周波数制御で駆動した際の入力電力−インバータ回路損失特性、３２は磁性鍋を導通比制御で駆動した際の入力電力−インバータ回路損失特性である。同様に、図２１において、３３は非磁性鍋を周波数制御で駆動した際の入力電力−インバータ回路損失特性、３４は非磁性鍋を導通比制御で駆動した際の入力電力−インバータ回路損失特性である。図２０及び図２１に示す許容損失の特性は、誘導加熱調理器において、スイッチング素子を固着する冷却フィンや冷却ファンなどの冷却構造によって定まる値であり、一般的には定格入力電力で駆動した際のインバータ回路損失が冷却できるように設計される。
【００７７】
まず、磁性鍋を周波数制御で駆動した場合、図２０の３１に示す通り、インバータ回路損失は入力電力と略比例関係となる。一方、図２０の３２に示すように、磁性鍋を導通比制御で駆動した場合、導通比が小さい低火力領域においては、周波数制御モードと比較してインバータ回路損失が大きくなる傾向を有する。しかしながら、定格入力電力時のインバータ回路損失を超えることはなく、許容損失の範囲内となる。
【００７８】
次に、非磁性鍋を周波数制御で駆動した場合、図２１の３３に示す通り、上記磁性鍋載置の場合と同様に、インバータ回路損失は入力電力と略比例関係となる。一方、図２１の３４に示すように、導通比制御においては、インバータ回路の導通比のみでの電力制御となるため、導通比が小さい低火力領域において、周波数制御と比較したインバータ回路損失が極めて大きくなる。また、導通比制御においては、低入力電力時のインバータ回路損失が定格入力電力時のインバータ回路損失を超過し、許容損失を超過する。上記インバータ回路損失を許容するには、冷却構造の更なる高コスト化及び大型化が必要となる。
【００７９】
以上のように、加熱口間の干渉音とインバータ回路の制御方式を照らし合わせると、各加熱口の周波数を同一に設定して導通比制御を行えば、加熱口間の周波数差をゼロにした状態で電力制御を行うことができるため、干渉音の発生を抑制することができる。しかしながら、共振周波数が高い非磁性鍋などの鍋種では、低火力領域において損失の増大が特に大きいため、これを冷却するには放熱フィンや冷却ファン等の冷却手段の高コスト化あるいは大型化が必要となる。
【００８０】
一方、周波数制御では、インバータ回路の損失が小さく許容損失以下に抑制することができるものの、加熱口間で周波数差が発生してしまうため、干渉音が発生しうる。冷却手段を高コスト化あるいは、大型化することなく、干渉音が鳴りやすい磁性鍋に対して干渉音を抑制するには、磁性鍋と非磁性鍋を判別して、鍋種によって導通比制御と周波数制御を切り替えることが必要となる。つまり、本実施の形態６では、磁性鍋の場合、磁性モードとして導通比制御を行い、非磁性鍋の場合、非磁性モードとして周波数制御を行う。
【００８１】
図２２は、本発明の実施の形態６に係る誘導加熱調理器が有する各モードそれぞれの駆動信号の制御特性を示す図であり、横軸に駆動周波数、縦軸に導通比をとって示している。３８は磁性モード（導通比制御）の制御特性、３９は非磁性モード（周波数制御）の制御特性である。実施の形態６の誘導加熱調理器は、上記鍋種の判定において、磁性鍋の載置を検知した場合、導通比制御で電力制御を開始する。導通比制御では、周波数を２０ｋＨｚに固定した状態で導通比のみを１〜０．１の間で変動させることで電力制御を行う。一方、周波数制御では、導通比をほぼ１に固定した状態で、周波数のみを変動させて電力制御を行う。
【００８２】
実施の形態６の誘導加熱調理器における制御の流れは、実施の形態３（図１２参照）と同様に、他の加熱口で磁性鍋が加熱中か否かに関わらず、磁性鍋が載置された場合、磁性モードで駆動し、非磁性鍋が載置された場合、非磁性モードで駆動するようにしてもよいし、また、実施の形態１（図７参照）と同様に、複数の磁性鍋を同時駆動する場合に限り磁性モードで駆動し、それ以外は非磁性モードで駆動するようにしてもよい。
【００８３】
以上説明したように、本実施の形態６によれば、ハーフブリッジ型のインバータ回路を備えた誘導加熱調理器においても、スイッチング損失を低減して干渉音を防止することが可能である。
【００８４】
なお、各実施の形態１〜６においてそれぞれ別の実施の形態として説明したが、各実施の形態を適宜組み合わせてもよい。例えば、実施の形態６に実施の形態２又は実施の形態４を組み合わせ、実施の形態６において更に鍋の置き換え検知を行うようにしてもよい。
【符号の説明】
【００８５】
１  トッププレート、２  右加熱口、３  左加熱口、４  中央加熱口、５  加熱コイル、５Ａ  右側誘導加熱ユニット、６  加熱コイル、６Ａ  左側誘導加熱ユニット、７  操作・表示部、８  制御回路、９  商用電源、９ａ  直流電源回路、９ｂ  直流電源回路、１０  駆動回路、１０ａ  高電位側スイッチング素子、１０ｂ  低電位側スイッチング素子、１１  駆動回路、１２  入力電流検知回路、１３  入力電流検知回路、１４  加熱コイル電流検知回路、１５  加熱コイル電流検知回路、１６  通常動作モードの制御特性、１７  磁性モードの制御特性、１８  境界線、１９  磁性モードで磁性鍋を加熱した場合の動作線、２０  磁性モードで高抵抗非磁性鍋を加熱した場合の動作線、２１  ダイオードブリッジ、２２  チョークコイル、２３  平滑コンデンサ、２４  共振コンデンサ、３１  磁性鍋を周波数制御で駆動した際の入力電力−インバータ回路損失特性、３２  磁性鍋を導通比制御で駆動した際の入力電力−インバータ回路損失特性、３３  非磁性鍋を周波数制御で駆動した際の入力電力−インバータ回路損失特性、３４  非磁性鍋を導通比制御で駆動した際の入力電力−インバータ回路損失特性、３５  磁性モードで磁性鍋を加熱した場合の動作線、３６  磁性モードで非磁性鍋を加熱した場合の動作線、３７  境界線、３８  磁性モードの制御特性、３９  非磁性モードの制御特性。
【図１】
0005188610.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２】
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